海藻生长的天空与最先进的绿色光生物反应器技术

海藻或海洋巨藻因其在功能性食品、动物饲料、商品化学品和生物燃料等领域的应用而享誉全球。由于其巨大的商业需求,对集约化海藻养殖的需求在过去十年中一直在上升。常见的方法包括在海上种植,其中海藻漂浮在木筏或网上。然而,由于可达地点有限、海水温度上升、海水酸化和不稳定的环境因素,这些方法受到限制,导致产量明显下降。这些限制导致了在近海系统中养殖海藻的方法的出现,最受欢迎的是跑道池塘和水箱,以及最近引入的光生物反应器。利用光生物反应器培养微藻已有几年的历史,而在光生物反应器中培养大型藻的研究相对较少。对微藻的研究表明,与光生物反应器相比,由于占用土地更多、营养吸收差、缺乏温度控制、疾病/污染的可能性更高和生物量产量低,所以沟道池和开放式池是不充分的系统。用于商业规模海藻生产的光生物反应器的推出将成为下一代系统,其研究重点是降低建设成本、培育高价值海藻物种、提高生物质产量和增加二氧化碳捕获以获得碳信用额。官方manbetx手机版

图1所示。印度孟买,DBT-ICT能源生物科学中心,用于种植海莴苣的中试规模平板光生物反应器。

商业规模的海藻生产将涉及数百万升规模的种植。然而,在推出商业规模的光生物反应器之前,重要的是要在较低的规模上评估系统的能力。在本研究中,我们介绍了有史以来第一个中试规模(1000升)平板型光生物反应器系统,用于在自然光条件下进行海藻培养。这项技术是在印度孟买化学技术研究所的DBT-ICT能源生物科学中心推出的。光生物反应器系统的评价要求选择合适的海藻,考虑到易于培养和吸引人的生长特性和生物质应用。海莴苣或石莼以一种快速生长的绿色海藻,是一种有吸引力的生物炼制原料,因此被选为模型海藻。平板光生物反应器由一系列八个由钢化玻璃构成的平板组成,并由坚固的塑料框架支撑。虽然整个系统的容积为1000升,光生物反应器的高度为10英尺,占地面积为7.2平方英尺。的脚。为了保证海藻悬浮良好,并便于营养物的吸收,在光生物反应器中设置了系统曝气系统。此外,光生物反应器内的海水是温度调节的,以防止温度的季节性波动对海藻的潜在损害。阳光是一种自然且免费的照明来源,整个光生物反应器战略性地面向东西方向,以最大限度地暴露在光线下。为了进一步降低种植成本和推广环保技术,我们使用从家禽粪便中提取的有机肥料,从而消除了化肥的投入。

在自然光条件下,生长研究石莼以在全年进行,以了解季节变化对生物量产量的影响。在冬季(光强=1500-2000µE)达到最大生物量产量,年产量为85-100 kg /年。有了这样的生物质产量,目前的光生物反应器系统预计每年可生产高达1000吨的商业规模的海藻。研究中获得的生物质产量是开放式水池培养方法的两倍,是传统海洋培养方法的170倍。而在开槽和海基栽培中生长石莼以由于受限于一个季节,这些系统无法为生物基工业提供连续的原料。利用温度调节光生物反应器系统,成功地进行了全年培养,使海藻成为生物炼制的多年生原料。

Akanksha Mhatre, Reena Pandit, Arvind M Lali
dbt - ict能源生物科学中心,化学技术研究所,Matunga,孟买,印度

出版

大规模生产绿藻的中试平板光生物反应器系统。
Mhatre A, Navale M, Trivedi N, Pandit R, Lali AM
Bioresour technology . 2018年2月

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